自然保护区生物标本资源共享子平台红外相机数据库建设进展

红外相机技术在野生动物调查研究中得到广泛应用, 其发展和普及为中国自然保护地生物多样性保护带来了诸多机会。为进一步推广该技术在我国自然保护地野生动物监测中的应用, 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所在自然保护区生物标本资源共享子平台增设野生动物红外相机数据库专栏, 并通过门户网站“中国自然保护区生物标本资源共享平台” (http://www.papc.cn/)对外发布, 向公众开放, 可以随时查阅、下载信息。本文重点介绍了该平台的野生动物红外相机数据库建设进展, 包括所监测的自然保护区、监测方案、数据规范存储、标准化分析、成果介绍、工作计划等内容。2010-2019年间, 该平台使用红外相机调查技术在全国13个不同类型的保护地开展兽类和鸟类资源调查, 累计27.25万个有效工作日, 共拍摄到8.41万张独立图像, 经鉴定有80种野生兽类和200种野生鸟类, 并利用这些数据对野生动物行为、稀有物种探测、人为干扰, 以及气候变化影响等方面进行研究, 取得了重要的阶段性成果。下一步, 子平台牵头单位将筹建自然保护地红外相机数据共享平台, 制定红外相机调查设计、监测技术、数据格式等统一标准化方案, 逐步完善我国自然保护地野生动物红外相机监测网络。     

可可西里自然保护区藏羚羊的微卫星多态性研究

藏羚羊是我国特有的珍稀濒危动物,对其开展遗传多样性的研究具有非常重要的科学价值。为了获取足够的遗传信息并进一步研究藏羚羊在核基因水平上的遗传多样性,对来自可可西里地区的75个藏羚羊干皮张样本进行了微卫星遗传多样性研究。研究从来自牛和绵羊的25个微卫星基因座中筛选到9个具有高度多态性的微卫星基因座(MCM38,MNS64,IOBT395,MCMAI,TGLA68,BM1329,BMS1341,BM3501和MB066)。用非变性聚丙烯凝胶电泳检测微卫星的PCR扩增产物,计算了这9个微卫星基因座的等位基因频率、多态信息含量、基因杂合度等指标并估算了种群数量。结果在75只藏羚羊中共检测到85个等位基因,9个微卫星基因座的等位基因数为7~12个,平均每个基因座检测到9.4个等位基因,有效等位基因数为处于4.676~9.169之间,平均为6.519;基因频率分布在0.007~0.313之间,多态信息含量在0.753~0.881之间,平均为0.818;观察杂合度为0.791~0.897,平均为0.844,期望杂合度为0.786~0.891之间,平均为0.838±0.0132,各基因座观察杂合度与期望杂合度比较接近。固定指数为-0.269~-0.097,平均为-0.163。Shannon’s指数为1.660~2.315,平均为1.990。种群数量的估算结果显示这75个体均来自同一种群。结果表明该种群在核基因水平仍具有丰富的遗传多样性。     

利用分布有/无数据预测物种空间分布的研究方法综述

详细的物种地理分布信息是生态学研究和制定保护策略的基础。相比较于直接估测种群数量,获取物种分布的有/无数据更为实用。因此,利用分布有/无数据并结合环境变量建立模型预测物种空间分布的方法在近年来得到了长足发展,并被广泛应用。利用分布有/无数据预测物种分布,关键的步骤包括：1)构建总体概念模型,2)收集物种分布有/无数据,并准备环境变量图层;3)选择合适的统计模型和算法,以及4)对模型进行评估。概念模型提出研究假设,并确定数据收集及模型方法。收集物种分布数据有系统调查及非系统调查方法。筛选并准备与物种分布相关的环境变量,利用GIS工具处理,使之成为符合模型条件的具有合适的空间尺度的数字化图层。利用环境变量和物种分布有/无的数据,选择合适的方法及软件建立模型,并对模型进行检验和评估。我们总结了用于构建物种分布模型的不同算法和软件。本文将针对以上各个环节,阐述利用物种分布有/无数据进行研究所需要的技术细节,以期望为读者提供借鉴。     

神农架川金丝猴人工补食群的遗传多样性和亲缘关系

以湖北神农架国家级自然保护区的川金丝猴人工补食群体为研究对象,利用微卫星遗传标记对该群体的遗传多样性和亲缘关系进行研究,并对其种群的遗传多样性发展趋势进行了预测。结果显示,12个微卫星位点在该补食群体中共检测到50个等位基因,平均观察杂合度和平均期望杂合度分别为0.668和0.630,多态信息含量为0.442-0.696,平均0.567。亲权鉴定中共鉴定出11个父-母-子单元,各单元未有近亲繁殖的状况。亲缘系数结果显示具有亲缘关系的个体对达21.64%,群体平均亲缘系数为0.1108,现6个家庭单元中有两对候选亲本具有亲缘关系,表明该群体存在较高的近交风险。遗传多样性变化趋势的模拟结果表明,种群的数量对遗传多样性的影响比较大,群体中雄雌比例也对遗传多样性的损失有影响;为避免近亲交配,保持群体的遗传多样性水平,建议进一步做好人工补食群金丝猴的个体识别,完善家庭系谱,明确繁殖个体的遗传背景;引入一批有效的建群者来增加种群的数量及优化雄雌的比例。     

人为干扰对神农架川金丝猴连通性及遗传多样性的影响

川金丝猴湖北种群是川金丝猴分布的最东缘,现主要分布于神农架国家公园和巴东自然保护区,其作为单独的管理单元,相对较低的遗传多样性、孤立的遗传状态和较小的种群数量,使得该种群面对环境变化脆弱性高。以神农架为研究区域,首先基于物种分布模型获得川金丝猴移动的阻力图层,利用电路理论分析适宜生境连接度;其次,设置道路和旅游两个人为干扰情景,运用最小费用距离模型与电路理论模型,分析道路和旅游活动对川金丝猴移动路径以及对不同亚群内和亚群间连通性的影响;最后,利用CDPOP软件模拟道路对川金丝猴遗传多样性的影响。结果表明:(1)神农架川金丝猴适宜生境分布较集中,生境斑块间存在多个潜在扩散区域;(2)道路改变了川金丝猴往来于南北生境间的最优路径,旅游干扰对川金丝猴移动路径无明显影响,其干扰主要在于川金丝猴对其具有回避性,回避距离为100 m;(3)道路显著降低金猴岭亚群内的连通性,并显著增加了所有亚群间的移动阻力,旅游活动对亚群内和亚群间的连通性无显著影响;(4)川金丝猴种群在150年内的遗传多样性呈下降趋势,道路的影响将加剧遗传多样性下降的程度。基于以上结果本文提出了针对性的保护建议,对于该物种的保护和其他濒危物种的类似研究具有较强的参考价值和借鉴意义。     

利用红外相机调查北京松山国家级自然保护区的野生动物物种

红外相机是监测野生动物的有效工具,目前广泛用于兽类资源调查以及动物损害、鸟巢生态学、种群评估、行为生态学等研究领域。为了调查北京松山国家级自然保护区的野生动物,于2010年5—12月采用红外相机进行系统调查,在210个位点放置了红外相机,每台相机在每个地点上放置一个月。研究期间共拍摄到照片2203张,其中73%为兽类,12%为鸟类,13%为工作人员,2%为其它人员。共鉴定出17种兽类(分属5目10科)以及36种鸟类(分属5目17科)。兽类中拍摄率最高的前5种动物分别是岩松鼠(Sciurotamias davidianus)、猪獾(Arctonyx collaris)、豹猫(Prionailurus bengalensis)、狗獾(Meles meles)和貉(Nyctereutes procyonoides),鸟类中拍摄率最高的前5种动物分别是紫啸鸫(Myophonus caeruleus)、雉鸡(Phasianus colchicus)、松鸦(Garrulus glandarius)、勺鸡(Pucrasia macrolopha)和宝兴歌鸫(Turdus mupinensis)。红外相机在不同海拔、不同植被类型以及不同月份所拍摄动物的拍摄率不同:在1000—1400m的海拔段,拍摄率显著高于低海拔(600—1000m)以及中高海拔(1400—1700m);在阔叶林中的拍摄率最高,在针叶林、针阔混交林和灌丛中的拍摄率相似;秋季(8—10月)拍摄率较高,夏季(6—7月)次之,冬季(11—12月)最低。红外相机拍摄到的累积物种数与相机放置的时间成上升曲线,但曲线的增长速率逐渐变缓。研究表明红外相机适合于调查和监测大中型兽类和部分鸟类,所采集的动物数据以及拍摄的图片和视频资料将为保护区的监测、科研和环境教育提供资料。讨论了应用红外相机调查和监测野生动物的技术细节。     

基于高通量测序的两种高寒草甸土壤原核生物群落特征研究

土壤微生物在生态系统中具有重要的生态功能,研究青藏高原高寒草甸的土壤原核生物群落组成及其主要影响因子,对揭示青藏高原独特的微生物地理区系和预测全球环境变化的影响有重要意义。利用Illumina Miseq高通量测序技术,结合分子生态网络,对青藏高原高寒沼泽化草甸和高寒草甸的土壤原核生物的群落组成特征进行了分析。结果共检测到23145个OTUs,可分为2个古细菌类群和33个已知的细菌类群;其中变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和拟杆菌门为土壤的优势菌群,相对丰度累计超过79%;高寒草甸原核生物的多样性高于高寒沼泽化草甸,两种草甸类型原核生物群落特征具有显著差异性(P0.001)。分子生态网络分析表明,高寒草甸网络具有较长的平均路径距离和较高的模块性,使其比高寒沼泽化草甸网络更能抵抗外界环境变化,在应对气候变化时具有更高的稳定性;典范对应分析(CCA)和分子生态网络的分析结果均表明,土壤p H值是影响土壤原核生物群落特征的主要影响因子。综上所述,土壤微生物群落的组成变化对于评估其对全球气候变化的响应具有重要的指示作用,土壤原核生物群落特征在不同的高寒草甸土壤中具有显著差异,了解其变化规律和影响因子,能为高寒草甸生态系统的适应性管理和应对气候变化提供理论依据。     

气候变化对鸟类影响：长期研究的意义

过去一个多世纪全球气候发生了明显变化，地球表面温度正在逐渐变暖。已有大量研究结果表明，鸟类已经在种群动态变化、生活史特性以及地理分布范围等方面对全球气候变化作出了相应的反应。根据全球范围内气候变化对鸟类影响的研究资料，尤其是北美和欧洲的一些长期研究项目的成果，综述了气候变化对鸟类分布范围、物候、繁殖和种群动态变化等方面的可能影响。这些长期研究项目为探讨气候变化在个体和种群的水平上如何长时间地影响鸟类提供了独特的机会，对未来中国鸟类学研究也会有所裨益。     

基于景观遗传学的滇金丝猴栖息地连接度分析

结合景观遗传学,应用最小费用距离模型对物种栖息地进行连接度分析,能够为生物多样性保护和自然保护区管理提供更加真实准确及可实践操作的指导。选取滇金丝猴这一珍稀濒危物种,结合景观遗传学,应用最小费用距离模型对其栖息地进行了连接度和潜在扩散廊道分析。并且通过连接度的分析和制图绘制出了更为准确的种群间潜在扩散廊道,确定了受人工障碍影响的廊道及敏感区域。结果表明,研究区内的5个亚群中,仅S3亚群内的5个猴群保持着较好的连接度,总体来说,各亚群内的连接度相对于各亚群间连接度保持的较好。除S3亚群中猴群间的潜在扩散廊道较为理想外,其余种群间的潜在扩散廊道均受人工斑块的影响,多数廊道被人工障碍阻断,或面临即将被阻断的情况,对于滇金丝猴的扩散交流影响较大。敏感区域多集中在中南部的3个亚群间,这些敏感区域应作为景观恢复及保护区规划的重要优先区域。